鼓風機構(gòu)造：圖解各種常見的鼓風機、壓縮機、通風機結(jié)構(gòu)及工作原理

　　風機包括通風機、透平鼓風機、羅茨鼓風機和透平壓縮機，詳細劃分為離心式壓縮機、軸流式壓縮機、離心式鼓風機、羅茨鼓風機、離心式通風機、軸流式通風機和葉氏鼓風機等7大類。

　　一、離心式壓縮機

　　離心式壓縮機是一種葉片旋轉(zhuǎn)式壓縮機(即透平式壓縮機)。在離心式壓縮機中，高速旋轉(zhuǎn)的葉輪給予氣體的離心力作用，以及在擴壓通道中給予氣體的擴壓作用，使氣體壓力得到提高。早期，由于這種壓縮機只適于低，中壓力、大流量的場合，而不為人們所注意。由于化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，各種大型化工廠，煉油廠的建立，離心式壓縮機就成為壓縮和輸送化工生產(chǎn)中各種氣體的關(guān)鍵機器，而占有極其重要的地位。隨著氣體動力學(xué)研究的成就使離心壓縮機的效率不斷提高，又由于高壓密封，小流量窄葉輪的加工，多油楔軸承等關(guān)鍵技術(shù)的研制成功，解決了離心壓縮機向高壓力、寬流量范圍發(fā)展的一系列問題，使離心式壓縮機的應(yīng)用范圍大為擴展，以致在很多場合可取代往復(fù)壓縮機，而大錦工擴大了應(yīng)用范圍。

　　有些化工基礎(chǔ)原料，如丙烯、乙烯、丁二烯、苯等，可加工成塑料、纖維、橡膠等重要化工產(chǎn)品。在生產(chǎn)這種基礎(chǔ)原料的石油化工廠中，離心式壓縮機也占有重要地位，是關(guān)鍵設(shè)備之一。除此之外，其他如石油精煉、制冷等行業(yè)中，離心式壓縮機也是極為關(guān)鍵的設(shè)備。我國在五十年代已能制造離心式壓縮機，從七十年代初開始又以石油化工廠，大型化肥廠為主，引進了一系列高性能的中、高壓力的離心式壓縮機，取得了豐富的使用經(jīng)驗，并在對引進技術(shù)進行消化、吸收的基礎(chǔ)上大大增強了自己的研究、設(shè)計和制造能力。

　　性能特點：

　　優(yōu)點：

　　離心式壓縮機之所以能獲得這樣廣泛的應(yīng)用，主要是比活塞式壓縮機有以下一些優(yōu)點。

　　1、離心式壓縮機的氣量大，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，重量輕，機組尺寸小，占地面積小。

　　2、運轉(zhuǎn)平衡，操作可靠，運轉(zhuǎn)率高，摩擦件少，因之備件需用量少，維護費用及人員少。

　　3、在化工流程中，離心式壓縮機對化工介質(zhì)可以做到絕對無油的壓縮過程。

　　4、離心式壓縮機為一種回轉(zhuǎn)運動的機器，它適宜于工業(yè)汽輪機或燃汽輪機直接拖動。對一般大型化工廠，常用副產(chǎn)蒸汽驅(qū)動工業(yè)汽輪機作動力，為熱能綜合利用提供了可能。但是，離心式壓縮機也還存在一些缺點。

　　缺點：

　　1、離心式壓縮機還不適用于氣量太小及壓比過高的場合。

　　2、離心式壓縮機的穩(wěn)定工況區(qū)較窄，其氣量調(diào)節(jié)雖較方便，但經(jīng)濟性較差。

　　3、離心式壓縮機效率一般比活塞式壓縮機低。

　　二、軸流式壓縮機

　　軸流式壓縮機是屬于一種大型的空氣壓縮機，最大的功率可以達到KW，排氣量是20000m3每分鐘，它的壓縮機能效比可以達到百分之90左右，比離心機要節(jié)能一些。它是由3大部分組成，一是以轉(zhuǎn)軸為主體的可以旋轉(zhuǎn)的部分簡稱轉(zhuǎn)子，二是以機殼和裝在機殼上的靜止部件為主體的簡稱定子(靜子)，三是殼體、密封體、軸承箱、調(diào)節(jié)機構(gòu)、聯(lián)軸器、底座和控制保護等組成。軸流式壓縮機也屬于透平式或速度式壓縮機，煉油廠多選用作催化裂化裝置的主風機。

　　性能特點：

　　效率較高，單機效率可達86%～92%，比離心式壓縮機高5%～10%，單位面積流通能力大，徑向尺寸小，適宜流量大于1500m3/min的場合，單級壓力比較低，單缸多級壓力比可達11，與離心式壓縮機相比，靜葉不可調(diào)試式軸流壓縮機的穩(wěn)定工況區(qū)較窄，在恒定轉(zhuǎn)速下，流量變化相對較少，壓力變化較大。此外，結(jié)構(gòu)較為簡單，維護方便。因此，軸流壓縮機對于中、低壓、大流量，且載荷基本不變的情況較為理想。全靜葉可調(diào)式軸流壓縮機可以擴大壓縮機的穩(wěn)定工況區(qū)，彌補了靜葉不可調(diào)式軸流壓縮機的不足，而且可以提高壓縮機的效率，降低起動功率。目前，煉油廠主要用全靜葉可調(diào)式軸流壓縮機。

　　三、往復(fù)式壓縮機

　　曲軸帶動連桿，連桿帶動活塞，活塞做上下運動。活塞運動使氣缸內(nèi)的容積發(fā)生變化，當活塞向下運動的時候，汽缸容積增大，進氣閥打開，排氣閥關(guān)閉，空氣被吸進來，完成進氣過程；當活塞向上運動的時候，氣缸容積減小，出氣閥打開，進氣閥關(guān)閉，完成壓縮過程。通常活塞上有活塞環(huán)來密封氣缸和活塞之間的間隙，氣缸內(nèi)有潤滑油潤滑活塞環(huán)。靠一個或幾個作往復(fù)運動的活塞來改變壓縮腔內(nèi)部容積的容積式壓縮機。目前往復(fù)式壓縮機主要是活塞式空壓機，化工工藝壓縮機，石油、天然氣壓縮機為主，而活塞式空壓機現(xiàn)在主要向中壓及高壓方向發(fā)展，這個是螺桿機、離心機目前無法達到的一個高度。

　　性能特點：

　　由于設(shè)計原理的關(guān)系，就決定了活塞壓縮機的很多特點。比如運動部件多，有進氣閥、排氣閥、活塞、活塞環(huán)、連桿、曲軸、軸瓦等；比如受力不均衡，沒有辦法控制往復(fù)慣性力；比如需要多級壓縮，結(jié)構(gòu)復(fù)雜；再比如由于是往復(fù)運動，壓縮空氣不是連續(xù)排出、有脈動等。

　　優(yōu)點：

　　1、熱效率高、單位耗電量少

　　2、加工方便、對材料要求低，造價低廉

　　3、裝置系統(tǒng)較簡單

　　4、設(shè)計、生產(chǎn)早，制造技術(shù)成熟

　　5、應(yīng)用范圍廣

　　缺點：

　　1、運動部件多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，檢修工作量大，維修費用高

　　2、轉(zhuǎn)速受限制

　　3、活塞環(huán)的磨損、氣缸的磨損、皮帶的傳動方式使效率下降很快

　　4、噪音大

　　5、控制系統(tǒng)的落后，不適應(yīng)連鎖控制和無人值守的需要，所以盡管活塞機的價格很低，但是也往往不能夠被用戶接受。

　　四、離心式鼓風機

　　在設(shè)計條件下，風壓為15kPa~0.2MPa或壓縮比e=1.15^3的風機叫鼓風機，有兩個或更多葉輪串聯(lián)組成的離心鼓風機叫多級離心鼓風機，(相鄰葉輪之間必須有導(dǎo)葉連接)。多級離心鼓風機廣泛應(yīng)用于各種冶煉高爐及化鐵爐鼓風、洗煤跳汰機配套、礦山浮選、污水曝氣、化工造氣等需要輸送空氣的場合，亦可用于輸送其它特殊氣體。

　　性能特點：

　　該系列鼓風機具有效率高、噪聲低、運行平穩(wěn)、絕無脈沖、穩(wěn)定區(qū)域廣、輸送的氣體清潔、干燥且無油，易損件少和安裝、操作、維護簡便等特點。

　　五、羅茨鼓風機

　　羅茨鼓風機系屬容積回轉(zhuǎn)鼓風機。這種壓縮機靠轉(zhuǎn)子軸端的同步齒輪使兩轉(zhuǎn)子保持嚙合。轉(zhuǎn)子上每一凹入的曲面部分與氣缸內(nèi)壁組成工作容積，在轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)過程中從吸氣口帶走氣體，當移到排氣口附近與排氣口相連通的瞬時，因有較高壓力的氣體回流，這時工作容積中的壓力突然升高，然后將氣體輸送到排氣通道。兩轉(zhuǎn)子互不接觸，它們之間靠嚴密控制的間隙實現(xiàn)密封，故排出的氣體不受潤滑油污染。下側(cè)兩“鞋底尖”分開時，形成低壓，將氣體吸入；上側(cè)兩“鞋底尖”合攏時，形成高壓，將氣體排出。

　　性能特點：

　　其最大的特點是使用時當壓力在允許范圍內(nèi)加以調(diào)節(jié)時流量之變動甚微，壓力選擇范圍很寬，具有強制輸氣的特點。輸送時介質(zhì)不含油。結(jié)構(gòu)簡單、維修方便、使用壽命長、整機振動小。羅茨鼓風機輸送介質(zhì)為清潔空氣，清潔煤氣，二氧化硫及其他惰性氣體，特殊氣體行業(yè)(煤氣、天然氣、沼氣、二氧化碳、二氧化硫等)及高壓工況的首選產(chǎn)品。鑒于具有上述特點，因而能廣泛適應(yīng)冶金、化工、化肥、石化、儀器、建材行業(yè)。

　　與離心風機的區(qū)別比較大：

　　⒈工作原理不同，離心風機用的是曲線風葉，靠離心力將氣體甩到機殼處，而羅茨風機用的是兩個8字形的風葉，它們間的間隙很小，靠兩個葉片的擠壓，將氣體擠至出氣口。

　　⒉由于工作原理不同，一般它們的工作壓力不同，羅茨風機的出氣壓力比較高，而離心風機比較小。

　　⒊風量不同，一般羅茨風機用在風量要求不大但壓力要求較高的地方，而離心風機用在壓力要求低，風量要求大的地方。

　　⒋制造精度不一樣，羅茨風機要求的精度很高，對裝配要求也很嚴，而離心風機比較松。

　　六、離心式通風機

　　其原理與離心泵相同。葉輪上葉片的數(shù)目比離心泵的稍多，葉片比較短。中低壓風機的葉片常向前彎，高壓風機的葉片為后彎葉片。

　　性能特點：

　　優(yōu)點：

　　1、通風換氣效果好，非常適合用在管道抽風或者送風。

　　2、適用性強、無腐蝕、易燃易爆氣體場所均可使用。

　　3、噪聲低，離心式通風機根據(jù)空氣流力學(xué)采用合理葉輪角度設(shè)計，運行時無任何機械摩擦，合理葉片形線使噪聲降為最低；離心式通風機產(chǎn)生的噪音是高頻噪音，只要有障礙物，即可隔音。

　　4、運行平穩(wěn)，優(yōu)化設(shè)計的葉輪使軸向力減小到最低程度，且有高效的葉輪，并經(jīng)靜動平衡校正，使整機運行平穩(wěn)，在不加任何減振裝置的情況下，軸承振幅比較小。

　　5、維護方便，部分機型可配置清理門，勿須拆機維護清潔，省時省力。

　　缺點：

　　1、體積較為龐大，其進風與送風之方向垂直，在配置上，系統(tǒng)風管需要較妥當?shù)呐浜稀?/p>

　　2、無法逆向送風。

　　3、價格較貴。

　　七、軸流式通風機

　　送風方向與軸向相同。靠葉片的軸向傾斜，將軸向空氣向前推進。

　　性能特點：

　　優(yōu)點：

　　1、軸流式通風具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、質(zhì)量輕、轉(zhuǎn)速高。

　　2、可直接與電動機相連，風量調(diào)節(jié)較為方便、可以逆向送風。

　　3、價格便宜。

　　4、適用于低壓、錦工量的情況。

　　5、由于風吹送的方向與軸平行，故可容易與管路相連接，成為管路統(tǒng)之套件。

　　缺點：

　　1、其缺點是噪音大、構(gòu)造復(fù)雜、檢修困難、并聯(lián)工作穩(wěn)定性差。它一般運用于風壓變化較大，風量變化較小的礦井。

　　2、效率特性曲線陡直，略超出設(shè)計點之運轉(zhuǎn)會產(chǎn)生激變的現(xiàn)象，效率迅速降低。

　　3、對塵埃及表面腐蝕的現(xiàn)象較為敏感，造成效率降低的現(xiàn)象。

　　八、葉氏鼓風機

　　葉氏鼓風機是另一種回轉(zhuǎn)式鼓風機。它是由長圓筒形機殼、阻風翼、鼓風翼以及兩根平行的軸所組成。圖1為葉氏鼓風機的兩個轉(zhuǎn)子，它們的結(jié)構(gòu)互不相同。兩根平行軸的兩端裝有式樣完全相同的兩個活動齒輪，其中一個軸與電動機相聯(lián)，叫主動軸，另一根叫從動軸。鼓風翼裝在主動軸上，阻風翼裝在從動軸上。

　　圖（1）

　　(a)—阻風翼 (b)—鼓風翼

　　圖1葉式鼓風機的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)

　　葉氏鼓風機實際上是羅茨鼓風機的一種變形，其工作原理如圖2所示；

　　圖（2）

　　1—阻風翼 2—鼓風翼 3—機殼 4—鼓風翼蓋

　　圖2葉氏鼓風機的工作原理

　　本文轉(zhuǎn)自化工707

鼓風機構(gòu)造：離心式鼓風機：構(gòu)造原理分析圖解（附：動態(tài)圖）

　　風壓為15kPa~0.2MPa或壓縮比e=1.15~3的風機叫鼓風機，有兩個或更多葉輪串聯(lián)構(gòu)成的離心鼓風機叫多級離心鼓風機，（相鄰葉輪之間必須有導(dǎo)葉銜接）。多級離心鼓風機廣泛應(yīng)用于各種冶煉高爐及化鐵爐鼓風、洗煤跳汰機配套、礦山浮選、污水曝氣、化工造氣等需求運送空氣的場合,亦可用于運送其它特別氣體。

　　該系列鼓風機具有功率高、噪聲低、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、絕無脈沖、安穩(wěn)區(qū)域廣、運送的氣體清洗、枯燥且無油,易損件少和裝置、操作、保護簡便等特點。

　　體積小，分量輕：單機制冷量大，在制冷量相一起它的體積小，占地面積少，分量較活塞式輕5～8倍。能經(jīng)濟便利的調(diào)理制冷量且調(diào)理的規(guī)模較大。

　　該鼓風機設(shè)備沒有汽閥活塞環(huán)等易損部件，又沒有曲柄連桿機構(gòu)，因此作業(yè)牢靠、作業(yè)平穩(wěn)、噪音小、操作簡略、保護費用低。作業(yè)輪和機殼之間沒有沖突，無需光滑。故制冷劑蒸汽與光滑油不觸摸，然后進步了蒸發(fā)器和冷凝器的傳熱功能。

　　制冷作用增強：因為適合選用分子量比較大的制冷劑，故只適用于大制冷量，通常都在25～30萬大卡/時以上。如制冷量太少，則 要求流量小，流道窄，然后使活動阻力大，功率低。但這些年通過不斷改進，用于空調(diào)的離心式制冷壓縮機，單機制冷量能夠小到10萬大卡/時左右

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鼓風機構(gòu)造：鼓風機

　　鼓風機無論大小都會配有底座，便于安裝和調(diào)試。為了減少鼓風機使用過程中產(chǎn)生的噪音，齒輪采用浸入式，并且軸承采用飛濺潤滑。這樣做不僅潤滑效果好，而且安全可靠。

　　鼓風機特點

　　(1) 鼓風機是內(nèi)部的葉輪在機體內(nèi)高速運轉(zhuǎn)，所以摩擦小，不需要潤滑油，同時鼓出的氣體不含油，使用更加安全;

　　(2)

　　鼓風機在運行過程中隨著壓力的變化，流量變動不大，但流量會隨著轉(zhuǎn)速而變化。通常鼓風機的壓力選擇范圍很寬，而流量選擇則需選擇轉(zhuǎn)速而達到需要。

　　(3) 鼓風機的轉(zhuǎn)速較高，轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子與機體之間的間隙小，從而泄露少，容積效率較高。

　　(4) 鼓風機的結(jié)構(gòu)是由轉(zhuǎn)子、機體以及底座組成，所以摩擦損耗小。因為只有軸承和齒輪副有機械接觸在選材上，所以運行安全，使用壽命長

　　(5) 鼓風機的轉(zhuǎn)子在使用之前都經(jīng)過嚴格檢驗，所以運轉(zhuǎn)時較為平穩(wěn)、振動小。

鼓風機構(gòu)造：鼓風機工作原理及構(gòu)造

　　鼓風機工作原理及構(gòu)造

　　轉(zhuǎn)子：由軸、葉輪、軸承、同步齒輪、聯(lián)軸器、軸套等組成。 葉輪：選用漸開線型面，容積利用率高。

　　軸承：近聯(lián)軸器端作為定位端選用3000型雙列向心球面滾子軸承。近齒輪端作為自由端選用32000型單列向心短圓柱滾子軸承以適應(yīng)熱臌脹時轉(zhuǎn)子的軸向位移。

　　同步齒輪：由齒圈和輪轂組成，便于調(diào)整葉輪間隙。

　　機體：由機殼和左、右墻板組成。左、右墻板及安裝在左右墻板內(nèi)的軸承座、密封部等均可互相通用。

　　底座：中、小型風機均配有公共底座，大型風機僅配風機底座，便于安裝調(diào)試。 潤滑：齒輪采用浸入式，軸承采用飛濺潤滑。潤滑效果好，安全可靠。

　　傳動方式：以聯(lián)軸器直聯(lián)為主。若性能規(guī)格需要，也可選用三角皮帶輪變速的方式。聯(lián)軸器選用彈性聯(lián)軸器，能緩和沖擊及補償少量的軸線偏差。大流量風機除以電動機作為驅(qū)動機外，也可采用汽輪機或其他驅(qū)動機。 工作原理

　　離心式鼓風機的工作原理

　　離心式鼓風機的工作原理與離心式通風機相似，只是空氣的壓縮過程通常是經(jīng)過幾個工作葉輪（或稱幾級）在離心力的作用下進行的。鼓風機有一個高速轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子上的葉片帶動空氣高速運動，離心力使空氣在漸開線形狀的機殼內(nèi)，沿著漸開線流向風機出口，高速的氣流具有一定的風壓。新空氣由機殼的中心進入補充。

　　單級高速離心風機的工作原理是：原動機通過軸驅(qū)動葉輪高速旋轉(zhuǎn)，氣流由進口軸向進入高速旋轉(zhuǎn)的葉輪后變成徑向流動被加速，然后進入擴壓腔，改變流動方向而減速，這種減速作用將高速旋轉(zhuǎn)的氣流中具有的動能轉(zhuǎn)化為壓能（勢能），使風機出口保持穩(wěn)定壓力。

　　從理論上講，離心鼓風機的壓力-流量特性曲線是一條直線，但由于風機內(nèi)部存在摩擦阻力等損失，實際的壓力與流量特性曲線隨流量的增大而平緩下降，對應(yīng)的離心風機的功率-流量曲線隨流量的增大而上升。當風機以恒速運行時，風機的工況點將沿壓力-流量特性曲線移動。風機運行時的工況點，不僅取決于本身的性能，而且取決于系統(tǒng)的特性，當管網(wǎng)阻力增大時，管路性能曲線將變陡。風機調(diào)節(jié)的基本原理就是通過改變風機本身的性能曲線或外部管網(wǎng)特性曲線，以得到所需工況。

　　變頻調(diào)控原理與特性

　　隨著科技的不斷發(fā)展，交流電機調(diào)速技術(shù)被廣泛采用。通過新一代全控型電子元件，用變頻器改變交流電機的轉(zhuǎn)速方式來進行風機流量的控制，可以大幅度減少以往機械方式調(diào)控流量造成的能量損耗。變頻調(diào)節(jié)的節(jié)能原理：

　　當風量需從Q1減少到Q2時，如果采用節(jié)流調(diào)節(jié)法，工況點由A到B，風壓增加到H2，軸功率P2下降，但減少的不太多。

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